Tornar a la portadaMatemàtiques · 4t ESO A · Canviar d'assignatura
Començar gratis
ESO 4tA · Matemàtiques
estadística · Estadística

Variància i desviació típica

Dos estudiants tenen la mateixa nota mitjana en matemàtiques: un $6{,}5$. Un treu sempre notes semblants ($6, 7, 6, 7$); l'altre alterna excel·lents i suspesos ($3, 10, 3, 10$). La mitjana no distingeix aquestes dues situacions tan diferents: necessites una mesura de quant s'allunyen les dades de la seva mitjana.

Et convé dominar: Paràmetres estadístics (3r d'ESO)
Et convé dominar: Taules de freqüències (3r d'ESO)

Què mesura la dispersió

Una primera idea senzilla és el rang (màxim menys mínim), però només mira els dos extrems i ignora la resta de les dades. Per fer-les servir totes, es mesura la distància de cada dada a la mitjana, $x_i - \bar{x}$, i es fa la mitjana d'aquestes distàncies.

Representació de dades en una recta numèrica amb les distàncies quadràtiques respecte a la mitjana per definir la variància. mitjana (x−x̄)² gran (x−x̄)² gran variància = mitjana de tots els (x − x̄)²
Practica★☆☆Sense començar
Dos estudiants tenen les notes següents en l'assignatura de matemàtiques: Estudiant A: $6, 7, 6, 8, 7$ Estudiant B: $4, 9, 5, 10, 6$ Sense necessitat de fer càlculs…

Dos estudiants tenen les notes següents en l'assignatura de matemàtiques:

  • Estudiant A: $6, 7, 6, 8, 7$

  • Estudiant B: $4, 9, 5, 10, 6$

Sense necessitat de fer càlculs complexos, quin dels dos estudiants creus que té una desviació típica més gran? Confirma la teva resposta calculant la desviació típica de tots dos.

Resoldre

Càlcul de la variància

Amb dades agrupades en intervals es fan servir les marques de classe $x_i$ i les seves freqüències: $\sigma^2\approx\sum f_i(x_i-\bar x)^2/N$. És una estimació de la variància original, perquè no coneixem cada dada; no s'ha de confondre amb la variància exacta d'una taula de valors individuals amb freqüències.

Gràfic de dispersió sobre la recta numèrica que il·lustra les desviacions de cada dada respecte a la mitjana per al càlcul de la variància. Σ(xᵢ−x̄)² / N = Σxᵢ²/N − x̄² dos camins, el mateix resultat
Practica★☆☆Sense començar
Calcula la variància i la desviació típica del conjunt de dades següent, corresponents a les edats d'un grup de cinc amics: $15, 16, 15, 17, 16$.

Calcula la variància i la desviació típica del conjunt de dades següent, corresponents a les edats d'un grup de cinc amics: $15, 16, 15, 17, 16$.

Resoldre
Practica★☆☆Sense començar
En un estudi estadístic amb $N = 40$ dades, es sap que la mitjana aritmètica és $\bar{x} = 5,2$ i que la suma dels quadrats de totes les dades és $\sum x_i^2 = 1250$.…

En un estudi estadístic amb $N = 40$ dades, es sap que la mitjana aritmètica és $\bar{x} = 5,2$ i que la suma dels quadrats de totes les dades és $\sum x_i^2 = 1250$. Utilitzant la fórmula abreujada, calcula la variància i la desviació típica.

Resoldre
Practica★★☆Sense començar
La taula següent mostra el temps, en minuts, que triguen els empleats d'una fàbrica a arribar al seu lloc de treball: $[0, 10)$: $12$ empleats $[10, 20)$: $18$ empleats…

La taula següent mostra el temps, en minuts, que triguen els empleats d'una fàbrica a arribar al seu lloc de treball:

  • $[0, 10)$: $12$ empleats

  • $[10, 20)$: $18$ empleats

  • $[20, 30)$: $14$ empleats

  • $[30, 40)$: $6$ empleats

Calcula la variància i la desviació típica del temps de trajecte utilitzant les marques de classe.

Resoldre

Propietats: translacions i canvis d'escala

Comparació de dos conjunts on totes les dades es desplacen quinze unitats sense alterar la separació ni la dispersió entre elles. dades originals +15 +15: tot es desplaça, la dispersió no canvia

Combinar dos grups en un

Si coneixes mitjana i variància de dos grups per separat, pots trobar la variància del grup total sense tornar a totes les dades una per una, fent servir que $\sum x_i^2 = N(\sigma^2 + \bar{x}^2)$ en cada grup i sumant.

Practica★☆☆Sense començar
La desviació típica de les alçades d'un grup d'arbres d'un viver és de $12\text{ cm}$. Si es sap que d'aquí a un any tots els arbres hauran crescut exactament…

La desviació típica de les alçades d'un grup d'arbres d'un viver és de $12\text{ cm}$. Si es sap que d'aquí a un any tots els arbres hauran crescut exactament $15\text{ cm}$, quina serà la nova desviació típica de les seves alçades? Justifica la teva resposta utilitzant les propietats de les mesures de dispersió.

Resoldre
Practica★☆☆Sense començar
En una empresa tecnològica, la variància dels salaris mensuals dels seus empleats és de $40\,000\text{ €}^2$. Si la direcció decideix augmentar tots els salaris un $5\%$…

En una empresa tecnològica, la variància dels salaris mensuals dels seus empleats és de $40\,000\text{ €}^2$. Si la direcció decideix augmentar tots els salaris un $5\%$ (és a dir, multiplicar-los per $1,05$), quina serà la nova variància dels salaris?

Resoldre
Practica★★☆Sense començar
Una acadèmia d'idiomes té dos grups de nivell B2. El grup de matí té $20$ alumnes amb una nota mitjana de $7$ i una variància de $1,5$. El grup de tarda té $30$ alumnes…

Una acadèmia d'idiomes té dos grups de nivell B2. El grup de matí té $20$ alumnes amb una nota mitjana de $7$ i una variància de $1,5$. El grup de tarda té $30$ alumnes amb la mateixa nota mitjana de $7$, però amb una variància de $2,5$. Calcula la variància global dels $50$ alumnes de nivell B2 combinats.

Resoldre

Coeficient de variació

Què està més dispers: les alçades d'un equip de bàsquet ($\sigma = 8\,\text{cm}$) o les d'un equip de gimnàstica ($\sigma = 7\,\text{cm}$)? No es poden comparar directament si les mitjanes són molt diferents ($1{,}95\,\text{m}$ davant de $1{,}65\,\text{m}$): cal relativitzar.

Comparació a la recta numèrica que mostra com en multiplicar les dades per una constant s'estiren les distàncies entre elles i la dispersió augmenta. σ = 0,08 mCV ≈ 4,1 % σ = 0,07 mCV ≈ 4,2 % σ absoluta diferent, dispersió relativa gairebé igual
Practica★☆☆Sense començar
En una classe de 4t d'ESO, la nota mitjana en un examen d'història ha estat de $6,5$ punts i el coeficient de variació és del $20\%$. A partir d'aquestes dades, calcula…

En una classe de 4t d'ESO, la nota mitjana en un examen d'història ha estat de $6,5$ punts i el coeficient de variació és del $20\%$. A partir d'aquestes dades, calcula la variància de les notes de la classe.

Resoldre
Practica★★☆Sense començar
En un equip de bàsquet, l'alçada mitjana dels jugadors és de $1,95\text{ m}$ amb una desviació típica de $0,08\text{ m}$. D'altra banda, en un equip de gimnàstica…

En un equip de bàsquet, l'alçada mitjana dels jugadors és de $1,95\text{ m}$ amb una desviació típica de $0,08\text{ m}$. D'altra banda, en un equip de gimnàstica rítmica, l'alçada mitjana és de $1,65\text{ m}$ amb una desviació típica de $0,07\text{ m}$. Quin equip presenta una alçada més dispersa en termes relatius? Justifica la teva resposta numèricament.

Resoldre

Torna al principi: Amb notes de mitjana $6{,}5$, l'estudiant constant ($6, 7, 6, 7$) té una desviació típica de només $\sigma = 0{,}5$, mentre que l'estudiant irregular ($3, 10, 3, 10$) arriba a $\sigma = 3{,}5$.

Resum

Veure tots els exercicis d'aquest apartat